Фамилия Омельчеко — яркий пример украинской модели фамилий с суффиксом -енко, который в XVI–XVIII веках массово присоединяли к именам, прозвищам и названиям профессий. В буквальном смысле Омельчеко означает «маленький Омелько» или «сын Омелька». Основа здесь — Омелько, народная форма крестильного имени Емельян (от греческого «аймилиос» — ласковый, приветливый). В украинской традиции имена часто усекали до простых и привычных форм: Емельян превращался в Омелька, а уже от него образовывали фамилию через суффикс -ченко, который в произношении и на письме мог давать варианты -чко.

Важная деталь: фамилия Омельчеко закрепилась на левобережной Украине (Черниговщина, Полтавщина, Сумщина), где суффикс -енко стал практически универсальным показателем потомка. В реестрах запорожских казаков XVII века встречаются схожие формы — Омельченко, Омельчук, но вариант Омельчеко говорит о местной фонетической особенности: в некоторых говорах «ч» перед «е» смягчалось или сохраняло твёрдость, что и дало написание через «чко», а не через «ченко». Это не ошибка, а диалектная черта, которая может указывать на корни носителя в определённом регионе.

Споров о корне у этой фамилии почти нет. Единственная альтернативная версия — связь с польским словом «omiel» (омела), но она маловероятна, так как суффикс -енко в польской модели фамилий нехарактерен, а на Украине омела не дала устойчивых прозвищ. Правдоподобнее, что предок носителя Омельчеко был либо сыном крестьянина Емельяна, либо сам носил прозвище Омелько — так в быту называли любого Емельяна, независимо от сословия. Фамилия не указывает на дворянство или духовенство: в среде казаков и крестьян она была рядовой, а её распространённость в документах XIX века подтверждает массовость именно простого происхождения.